CO2: El refrigerante del futuro
La creciente preocupación medioambiental por las posibles emisiones directas a la atmósfera de los sistemas de refrigeración basados en HFC ha llevado a un resurgimiento del dióxido de carbono (CO2) en el mercado de la refrigeración. Originalmente uno de los primeros refrigerantes utilizados hace casi 100 años, sus beneficios y propiedades medioambientales lo convierten en una buena alternativa para el presente y el futuro.
Se considera que el CO2 ies una de las principales opciones por motivos medioambientales. Esto se debe a la experiencia positiva adquirida con diferentes configuraciones de sistemas a lo largo de muchos años, especialmente en el centro y el norte de Europa. Gracias a esta experiencia se adquirió la confianza que garantiza que el CO2 será una opción a largo plazo en un futuro previsible.
Bajo presión
La principal diferencia con los refrigerantes tradicionales es la temperatura crítica muy baja, 31 °C para el CO₂ (R-744). Por lo tanto, el proceso de rechazo de calor al medioambiente no suele implicar la condensación de dióxido de carbono. Mucho más se trata de un enfriamiento progresivo de gas denso a una presión constante superior a la presión crítica (ciclo subcrítico). Esto ocurre, por supuesto, a menos que se disponga de un disipador de calor a bajas temperaturas (generalmente por debajo de 20 °C). En este caso, el ciclo del refrigerante es subcrítico y similar al ciclo del refrigerante tradicional.
Los sistemas de refrigeración de CO₂ requieren una mayor presión de compresión en comparación con los sistemas con refrigerantes de uso común. Los sistemas completos y sus componentes deben diseñarse en consecuencia.
El punto triple del CO₂ se produce a 4,2 bar (g). Por debajo de este punto no hay ninguna fase líquida. A presión atmosférica, el R-744 sólido sublima directamente a gas. En estado sólido tiene una temperatura superficial de –79 °C. Si el R-744 está a alta presión y se reduce a una presión por debajo del punto triple, se depositará directamente en un sólido. Este proceso se conoce como hielo seco.
Qué diferencia a R-744
Las comparaciones entre el R-744 y otros refrigerantes pueden ser engañosas debido a la baja temperatura crítica del R-744. El R-744 se compara razonablemente bien con los HFC cuando el ciclo es subcrítico. Pero a alta temperatura ambiente, cuando el ciclo se vuelve transcrítico, no lo hace. Lo que también debe saber:
El CO₂ (R-744) tiene una gran capacidad de refrigeración debido a su elevada capacidad frigorífica volumétrica. Aproximadamente hasta 5 veces la del R-404A.
Esto repercute positivamente en el desplazamiento de los compresores y en el dimensionamiento de los intercambiadores de calor y las tuberías.
La relación de compresión del R-744 es menor que la de los HFC. Esto puede dar lugar a una mayor eficiencia isoentrópica del compresor.
El R-744 tiene un alto rendimiento de transferencia de calor debido a la alta presión, alta densidad y buenas propiedades termofísicas. Se trata de la alta conductividad térmica, el gran valor de la capacidad calorífica específica del líquido y los bajos valores de la viscosidad cinemática.
Esto da lugar a menores diferencias de temperatura entre el refrigerante y el fluido secundario, mejorando así la eficiencia del sistema.
Lo mejor de ambos mundos
Hoy en día, abastecerse de los equipos necesarios de los sistemas que funcionan con CO₂ ya no es una dificultad. Los elevados costos de inversión fueron característicos de los primeros proyectos de CO₂, pero ahora estos costos siguen una tendencia descendente. El refrigerante en sí cuesta una fracción del costo de algunos HFC específicos.
El CO₂ es el refrigerante preferido debido a estas numerosas ventajas. Su éxito continuado como refrigerante líder se ve ahora impulsado por un salto tecnológico. La investigación y el desarrollo intensivos, la inversión y los conocimientos técnicos dieron lugar a la innovación más esperada del sector: Logramos aplicar la tecnología scroll al CO₂ como refrigerante en aplicaciones de media y baja temperatura. Así, se puede acceder a lo mejor de ambos mundos.
El refrigerante preferido
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